专利名称：在臭氧作用下对雨刷器的雨刷片的表面进行改性的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对雨刷器的雨刷片的表面进行改性的方法，其中雨刷片的材 料包括具有烯属(Olefinisch)的碳-碳双键的弹性体。此外，本发明还涉及一种用于雨刷 器的雨刷片，通过这种方法来改性该雨刷片的表面并且将表面如此改性过的弹性体的线状 的型材用作雨刷器的雨刷片。
背景技术：
雨刷片如在雨刷器中所使用地在其横截面中经常具有带有基本部件和摆动部件 的结构。该摆动部件本身可以具有三角形的横截面并且通过薄的翻转接片与基本部件连 接。该摆动部件的前面的区域称作雨刷唇区域，因为雨刷片以该部分在挡风片上滑动并且 在此去除处于挡风片上的水和脏物。由橡胶(Gummi)制成的雨刷片能够完全地或者仅仅在雨刷唇的区域内设有减少 摩擦的涂层，从而减少作用到由玻璃或者合成材料制成的挡风片上的滑动摩擦，改善了雨 刷边缘的耐磨性并且避免了噪声。当雨刷器在干燥的或者几乎干燥的挡风片上进行操作从 而例如去除挡风片上的灰尘或者昆虫时，这是特别有意义的。为了减少雨刷片在挡风片上的摩擦，至今提出了不同的方案。可以用卤素处理由 橡胶(Kautschuk)制成的雨刷片。通过例如氯化处理或者溴化处理实现橡胶的硬化并且降 低玻璃上的摩擦。例如通过将雨刷条浸入解离氯的水溶液中实现对雨刷条的氯化处理。经常额外地在雨刷唇的区域内涂上石墨悬浊液，方法是将石墨粉末精细地分布在 合适的有机的载体上，随后将该载体喷镀到雨刷唇的区域上。所述载体蒸发并且石墨颗粒 精细地分布在橡胶表面上。由此进一步降低橡胶和挡风片之间的摩擦。以这种方式在所有 工作条件下实现可靠的雨刷特性，并且独立于挡风片的状态以及挡风片上的水量避免雨刷 条在挡风片上的噪声。因为石墨颗粒在橡胶上没有足够的粘附作用，所以经常在雨刷唇的 短暂的工作时间之后其作用被削减了。为了改善所述涂层在雨刷唇上的粘附作用，可以在凭借接合剂的情况下涂覆减少 摩擦的添加剂。DE 101 32 026 Al公开了一种用于橡胶雨刷片的涂料，其具有颗粒状的固 体润滑剂以及用于将固体润滑剂粘附在橡胶雨刷片上的接合剂。该接合剂在干燥或者硬化 后具有IMPa或者多于IMpa时的0. 5%模量以及或者多于的断裂伸长率。然而此外值得期望的是新颖的方法，该方法用于提供少摩擦的雨刷片并且尤其提 供雨刷唇，其中要么提供雨刷片作为少摩擦的部件，要么改善降低摩擦的涂层在雨刷片上 的粘附作用。
发明内容
按本发明提出一种用于对雨刷器的雨刷片的表面进行改性的方法，其中雨刷片的 材料包括具有烯属的碳-碳双键的弹性体。按本发明的方法的特征在于，人们可以将人造 的气态的臭氧至少作用到弹性体表面的一部分上，并且雨刷片的其表面被臭氧作用的区段在作用期间最高延伸到弹性体的对于臭氧作用来说关键的延伸极限。用于雨刷器的雨刷片在本发明的意义上也可以称作弹性体的线状的型材，设置该 型材用于雨刷器中。该雨刷器例如能够用于清洁玻璃制成的或者合成材料制成的挡风片上 的水、脏物以及昆虫身体。建议所述雨刷片的材料包括具有烯属的碳-碳双键的弹性体。“烯属”通常理解 为不是芳香族系的一部分的双键。关于弹性体的聚合链，烯属的双键不仅能够用在主链中 而且也可以用在侧链中。例如为弹性体从以下组中进行选择，该组包括乙烯-丙烯-双 烯-弹性体、氯丁二烯弹性体、天然橡胶、异戊二烯弹性体、丁二烯弹性体、苯乙烯-丁二烯 弹性体、丙烯腈-丁二烯弹性体和/或丙烯腈-丁二烯弹性体与聚氯乙烯的混合物。根据按本发明的方法使用人造的气态的臭氧。因此，在此不涉及天然的在大气中 存在的臭氧。有利地在臭氧发生器中通过放电由氧气制造臭氧。可以将臭氧至少作用到一 部分弹性体表面上。这意味着不必将雨刷片的整个表面与臭氧接触。在此，弹性体表面是 雨刷片的表面，该雨刷片的材料包括事先提到的弹性体。在此，所述弹性体与臭氧接触。在 没有确定原理的情况下，假定臭氧与烯属的碳-碳双键起反应并且形成新的功能组。此外提出，雨刷片的臭氧作用在其上的区段在作用期间最多延伸到弹性体的对于 臭氧作用来说关键的延伸极限。在此，弹性体的关键的延伸极限理解为以百分比计的最大 延伸，其中对于特定的应力时间来说在特定的臭氧浓度、温度以及相对空气湿度方面不会 出现裂纹。对于每种雨刷片来说在相应的臭氧参数方面确定关键的延伸极限。“没有裂纹”在此特别是指，在光学鉴定时不用其它的辅助器件例如显微镜等就可 以识别出没有裂纹。所述延伸也可以远远位于关键的延伸极限之下，从而结果是处理机械上不受应力 的雨刷片。所述延伸例如可以在关键的延伸极限的> 0%到< 50%的范围内，关键的延伸 极限的> 10%到彡40%的范围内或者关键的延伸极限的>20%到彡40%的范围内。将具 有3%的关键的延伸极限的天然橡胶作为例子。在关键的延伸极限的10%的延伸中，所述 延伸总共为0.3%。用绝对的数字表示，所述延伸总得例如可以在彡0%到彡0.5%或者彡0. 到 ^ 0.4%的范围内。在这种微小的机械载荷下，在弹性体表面上形成臭氧化的层，该层能够承担保护 层的功能并且阻止臭氧进一步侵入弹性体中。在理论上没有确定的情况下，在此假定通过 臭氧分解不会出现或者仅仅以不显著的程度出现弹性体链的分解。此外，所述层具有良好 的耐磨性，减少了弹性体在玻璃上的摩擦并且此外由于新引入的功能组而用于良好地粘附 其它涂层。总之，所述特性对于雨刷橡胶的功能来说都是有利的。防止大气的臭氧引起的老化对于雨刷条的薄的翻转接片来说特别重要，因为通过 雨刷器的运动持续地延伸这种材料。在此，特别有利地通过对弹性体表面的臭氧化来进行 保护。相反，在雨刷唇的区域内对弹性体表面进行臭氧化是有利的，使得局部涂覆的滑动涂 层更好地附着。即使滑动涂层本身脱离了，所述臭氧化的雨刷唇在玻璃上还具有比未处理 过的雨刷唇更小的摩擦。用臭氧对弹性体表面进行的处理能够作为其余的卤化作用的补充方案，或者有利 地替代该卤化作用。
在按本发明的方法的实施方式中，气相中臭氧的浓度在> 9pphm到彡220pphm的 范围内。在此，“pphm”的表示理解为“每亿中的份额”并且表示气相中臭氧的浓度，该气相 位于有待处理的弹性体表面之上。该浓度也可以位于彡20pphm到< 150pphm或者彡50pphm 到< IOOpphm的范围内。所述浓度范围有利的是，能够由商业通用的臭氧发生器实现该浓 度范围，并且能够以尽可能少的臭氧剂量进行工作。在按本发明的方法的另一实施方式中，臭氧作用到弹性体表面上持续> 1分钟到 (60分钟。作用时间也可以在> 2分钟到< 45分钟或者> 5分钟到< 30分钟的范围内。 在按本发明的方法中这种周期是可以的，其中一直还实现开头所描述的优点。可以以不连 续的方法用臭氧进行处理，其中将雨刷片置入臭氧柜中。然而也可以连续地进行处理，其中 通过臭氧化通道以特定的停留时间输送线状的弹性体型材。在按本发明的方法的另一实施方式中，在> 45%到彡65%的相对空气湿度中进 行臭氧作用。相对空气湿度也可以在彡50%到彡60%或者彡52%到彡58%的范围内。该 值可以在臭氧柜中或者臭氧化通道中进行调节。有利的是，将相对空气湿度保持在界限之 间，从而实现有控制的臭氧化。尤其高于80%的较高的相对空气湿度导致更高的臭氧化速 度，该臭氧化速度在最糟的情况下会引起不希望的表面特性，例如表面的微裂纹。更低的相 对空气湿度(< 45% )引起不希望的更低的臭氧化速度。在按本发明的方法的另一实施方式中，在> 20°C到彡40°C的温度下进行臭氧作 用。该温度也可以在彡22°C到彡38°C或者彡25°C到彡35°C的范围内。有利的是，将所述 温度保持在界限之间，从而实现有控制的臭氧化。更高的温度(> 40°C )引起更高的臭氧 化速度，该臭氧化速度在最糟的情况下会导致不希望的表面特性，例如表面的微裂纹。更低 的温度(< 20°C )产生不希望地更低的臭氧化速度。在按本发明的方法的另一实施方式中，在发生臭氧作用的温度和相对空气湿度下 所述雨刷片在臭氧作用之前储藏> 4小时到< M小时的时间。在此，在臭氧化之前预调整 (vorkonditioniert)有待处理的雨刷片或者线状的弹性体型材。时间也可以在彡5小时到 (20小时或者> 6小时到< 8小时的范围内。该预调整有利的是，如果该雨刷片事先在其 它温度下得到储藏，那么该雨刷片就采用臭氧化的温度。此外，本发明的主题是用于雨刷器的雨刷片，其包括改性过的表面，其中通过按本 发明的方法获得该改性过的表面。在此也涉及一种雨刷片，该雨刷片的材料包括具有烯属 的碳-碳双键的弹性体并且其中涉及弹性体的表面的具有臭氧的至少一部分。在此，雨刷 片的臭氧在其表面上作用的区段在作用期间最多延伸到弹性体的对于臭氧作用来说关键 的延伸极限。这种雨刷片的优点已经在上面进行了描述。按本发明也包括这样的雨刷片， 所述雨刷片的表面通过按本发明的方法的所描述的实施方式的方法进行改性。在按本发明的雨刷片的实施方式中，所述弹性体表面通过臭氧一直改性到 彡0. Ιμ 至20μπ 的深度上。该深度也可以在彡0.5μπ 到彡15μπ 或者彡1 μ m至Ij <10μπ 的范围内。在此，“深度”理解为垂直于雨刷片的表面的深度。人们可以借助于按 本发明的方法将弹性体改性到所给出的深度上。这种改性深度有利的是，所述表面具有所 希望的特性，而弹性体的质量还保持原有的特性。在按本发明的雨刷片的另一实施方式中，所述雨刷片的材料包括从以下组中选出 的弹性体，该组包括乙烯-丙烯-双烯-弹性体、氯丁二烯弹性体、天然橡胶、异戊二烯弹性体、丁二烯弹性体、苯乙烯-丁二烯弹性体、丙烯腈-丁二烯弹性体和/或丙烯腈-丁二烯 弹性体与聚氯乙烯的混合物。下面也以其缩写EPDM、CR、NR、IR、SBR、NBR和NBR/PVC已知 的所述弹性体带有对于与臭氧的反应来说合适的碳-碳双键。其与臭氧的反应产物具有按 本发明有利的特性。本发明的主题同样在于使用弹性体的线状的型材作为雨刷器的雨刷片，该型材包 括改性过的表面，其中通过以下方法获得该改性过的表面，即可以将人造的气态的臭氧至 少作用到弹性体表面的一部分上，并且其中所述型材的臭氧作用到其表面上的区段在作用 期间最多延伸到弹性体的对于臭氧作用来说关键的延伸极限上。在此，按本发明包括使用弹性体的线状的型材作为雨刷器的雨刷片，该型材包括 改性过的表面，其中以按本发明的方法的所描述的实施方式的相应的应用或者根据前面所 描述的延伸极限来改性弹性体表面。
权利要求
1.用于对用于雨刷器的雨刷片的表面进行改性的方法，其中所述雨刷片的材料包括具 有烯属的碳-碳双键的弹性体，其特征在于，能够将人造的气态的臭氧至少作用到弹性体 表面的一部分上，并且其中所述雨刷片的臭氧作用到其表面上的区段在作用期间最多延伸 到弹性体的对于臭氧作用来说关键的延伸极限上。
2.按权利要求1所述的方法，其中，气相中臭氧的浓度在>9pphm到<220pphm的范围内。
3.按权利要求2或3所述的方法，其中，臭氧作用到弹性体表面上持续>1分钟到<60 分钟。
4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，在>45%到彡65%的相对空气湿度 中进行臭氧作用。
5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，在>20°C到< 40°C的温度下进行臭氧作用。
6.按权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，在发生臭氧作用的温度和相对空气湿 度下所述雨刷片在臭氧作用之前储藏> 4小时到< 24小时的时间。
7.用于雨刷器的雨刷片，包括改性过的表面，其特征在于，通过按权利要求1到6中任 一项所述的方法获得改性过的表面。
8.按权利要求7所述的雨刷片，其中，所述弹性体表面通过臭氧一直修改到>0. Iym 到< 20 μ m的深度上。
9.按权利要求7或8所述的雨刷片，其中，所述雨刷片的材料包括从以下组中选出的 弹性体，该组包括乙烯-丙烯-双烯-弹性体、氯-丁二烯弹性体、天然橡胶、异戊二烯弹性 体、丁二烯弹性体、苯乙烯-丁二烯弹性体、丙烯腈-丁二烯弹性体和/或丙烯腈-丁二烯 弹性体与聚氯乙烯的混合物。
10.使用弹性体的线状的型材作为雨刷器的雨刷片，该型材包括修改过的表面，其特征 在于，通过以下方法获得该修改过的表面，即可以将人造的气态的臭氧至少作用到弹性体 表面的一部分上，并且其中所述型材的臭氧作用到其表面上的区段在作用期间最多延伸到 弹性体的对于臭氧作用来说关键的延伸极限上。
全文摘要
本发明涉及一种用于对用于雨刷器的雨刷片的表面进行改性的方法，其中所述雨刷片的材料包括具有烯属的碳-碳双键的弹性体，其中能够将人造的气态的臭氧至少作用到弹性体表面的一部分上，并且其中所述雨刷片的臭氧作用到其表面上的区段在作用期间最多延伸到弹性体的对于臭氧作用来说关键的延伸极限上。此外，本发明涉及一种用于雨刷器的其表面通过这种方法进行改性的雨刷片以及将这种表面改性过的弹性体的线状的型材用作雨刷器的雨刷片。
文档编号B60S1/38GK102083661SQ200980126395
公开日2011年6月1日 申请日期2009年6月18日 优先权日2008年7月7日
发明者E·皮特斯 申请人:罗伯特.博世有限公司